關于分散式污水處理技術的研究

肖晶

摘要：目前我國污水處理主要的研究方向就是分散式污水處理系統，其在污水處理行業(yè)發(fā)揮著非常重要的作用。本文主要對當前應用較為廣泛的分散式污水處理技術展開討論，以期進一步推動我國污水處理行業(yè)的發(fā)展。

關鍵字；分散式；污水處理技術；概念

引言

當前，我國的環(huán)境問題日益突出，水污染作為最主要的環(huán)境污染問題近年來引起了社會的廣泛關注。雖然目前我國對水環(huán)境保護給予了高度重視，并且采取了積極有效的措施，但是水污染事件仍然頻頻發(fā)生，水環(huán)境保護形勢依然十分嚴峻。水污染降低了水體的使用功能，加劇了水資源短缺，對我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施帶來了負面影響，因此進行污水處理刻不容緩。

1分散式污水處理概念

分散式污水處理技術是近年來剛剛興起的一種污水處理技術，其在經濟環(huán)保方面表現出絕對的優(yōu)勢。分散式污水處理技術在中小城市或者農村等偏遠地區(qū)具有較好的適用性，其主要包括兩種形式，即在線系統和群集系統。在線系統是指從私人住宅排出的污水，由于沒有鋪設大面積社區(qū)用的污水管道或缺乏一套集中處理設施，可以通過自然系統或機械裝置來收集、處理、排放或中水回用，這種自然系統或機械裝置即稱在線系統。常用的在線系統包括化糞池和瀝濾場。群集系統是指一種服務兩個或兩個以上住戶的污水收集和處理系統，但其范圍不超過整個社區(qū)。從幾家住戶排出的污水可經過個體用戶的化糞池或組合裝置現場預處理后，再通過特殊的污水管運送到比集中式系統相對較小的處理單元。

2主要的分散式污水處理技術

2.1人工濕地處理技術

人工濕地主要是由人工制造的具有與濕地類似作用的污水處理系統，其組成成分主要包括基質、植物以及微生物，在三者相互作用下將降污染物去除。目前，人工濕地技術在鄉(xiāng)村、小區(qū)以及機場等分散式式污水處理方面具有良好的效果。實踐表明，人工濕地對有機物、氮、磷等的去除具有明顯優(yōu)勢。在人工濕地中有機物的去除主要是通過微生物的好氧與厭氧降解完成的。微生物的硝化和反硝化作用被認為是人工濕地去除污水中氮的主要機理，人工濕地除氮機理是一個較為復雜的過程，到目前為止科學家們提出了不同的去除機理。人工濕地的脫磷過程主要有基質的吸附、植物和微生物吸收，并且基質的不同對磷的去除也有顯著的影響。水生植物的根可以直接吸收和沉降污水中的氮磷等物質。

人工濕地處理污水的效率受多方面因素影響，其中最主要的就是以下三個方面的影響：1）水力停留時間。微生物降解廢水中的污染物需要一定的時間，停留時間應該適當的延長，最好應接近理論停留時間；2）濕地植物。植物可以直接吸收一部分氮磷，不同的植物對污染物的去除效果差異較大。為人工濕地選擇植物時，應當考慮去除的目標污染物；3）溫度。有研究發(fā)現，季節(jié)變化對有機物和氨氮的去除率影響較大，一般在冬季人工濕地對污染物的去除率較低，微生物反硝化最合適的溫度范圍為10～30℃。不同人工濕地對不同污水的處理效果如下表1所示。

2.2厭氧沼氣池處理技術

厭氧沼氣池處理技術目前主要是應用在農村污水處理上，其作用機理是利用人畜糞便或農作物秸稈在沼氣池內的缺氧條件下，由厭氧和兼氧微生物共同作用將有機物轉化為CH4和CO2。其所產生的甲烷混合氣體就是沼氣，其熱值為20～25MJ/Nm3，是良好的燃料。發(fā)酵的沼液、沼渣可作為農作物的肥料。水壓式或者鐘罩式是目前應用最為普遍的厭氧沼氣池集氣方式，其結構構成一般是磚混結構、混凝土結構以及玻璃鋼結構等。不管是哪種結構形式，其結構一般都很簡單，而且池體埋于地下，人畜糞尿靠位差流入池內，無動力要求，投資省、操作維修方便。

2.3穩(wěn)定塘處理技術

穩(wěn)定塘主要是通過人工或自然池塘中的水生生物、菌藻等來達到污水處理目的的，穩(wěn)定塘依據其塘內微生物以及有機碳含量的不同可以劃分為厭氧塘、好氧塘以及兼氧塘等三種不同類型。厭氧塘主要用來對污水進行預處理，達到去除水中有機負荷，提高污水可生化性的目的。好氧塘主要用來殺滅水中細菌以及凈化水中有機物。兼性塘則主要用來去除污水中所含有的BOD5。不同類型的穩(wěn)定塘在其污水處理中功能不同，其設計參數也有很大的區(qū)別。穩(wěn)定塘相對于其他污水處理技術而言在維護與管理上更加方便，而且其成本較低，且不需要處理淤泥，可根據實際情況選擇單獨使用或者組合使用的方式。

2.4生態(tài)廁所

生態(tài)廁所是水沖廁所的替代產品，其主要是利用微生物的作用，進行人工強化堆肥處理。其利用鋸末或者麥秸構建微生物的繁殖場所，糞尿和鋸末在生態(tài)廁所內混合，在微生物作用下得到快速降解，其產物可作為肥料及土壤改良劑。研究表明影響生態(tài)廁所正常運行的有溫度、濕度和混合頻率三個主要因素，其最佳的操作工況為溫度50～60℃、濕度50%～60%、混合頻率15～25次/d。因此生態(tài)廁所的運行管理比較嚴格。實踐表明生態(tài)廁所可降低COD處理負荷2.35kg/（a·人），降低NH3-N0.63kg/（a·人），對有機物降解率為92.85%，每人每年可節(jié)約水42m3，主要運行費用是電費，約為水沖廁所的2/3，基建費用是水沖廁所的1.5倍，從長期效益分析，生態(tài)廁所總費用比水沖廁所低，同時可以節(jié)約水資源，實現生活污染物最大資源化。

2.5蚯蚓微生物生態(tài)濾池

蚯蚓生態(tài)濾池主要是利用蚯蚓消化道在分泌纖維素酶、蛋白酶和脂肪酶等多種酶類上的明顯優(yōu)勢，其對大多數有機物有較強分解作用。將蚯蚓人工引入生物濾池中，形成一種新型污水處理技術——蚯蚓生態(tài)濾池。同濟大學目前已研發(fā)出適用于我國的蚯蚓生態(tài)濾池，并完成了小試、中試和生產規(guī)模性試驗。蚯蚓生態(tài)濾池技術的核心為建設適合蚯蚓等多種微生物生存的生態(tài)濾床環(huán)境，這主要是由人工進行建造。在這個環(huán)境下，蚯蚓與其他微生物協調作用，對不同形態(tài)的污染物進行處理和轉化。生態(tài)濾池中的蚯蚓主要是對污水污泥進行分解，并對濾床起清掃作用，增加濾床的通氣性，防止濾床堵塞；蚯蚓可改變?yōu)V床生物種群結構，提高生物活性作用，并促進濾床的碳氮分解與轉化。蚯蚓生態(tài)濾池對COD、BOD5、TSS的去除率都在80%以上，對NH3-N的去除率在55%以上，TP去除率在45%以上。蚯蚓生態(tài)濾池具有工藝過程與設備簡單、易操作、易維護、易管理等優(yōu)點，適于農村生活污水處理，但因蚯蚓有冬眠與夏眠的習性，會導致出水的階段性不穩(wěn)定。

結束語

總而言之，分散式污水處理技術將成為未來污水處理領域的主要發(fā)展趨勢，其將會對我國的污水處理事業(yè)發(fā)揮巨大的作用。目前，人工濕地處理技術、厭氧沼氣處理技術等在我國農村已經得到了較為廣泛的應用。隨著科技的不斷發(fā)展，分散式污水處理技術的適用范圍也會越來越廣泛，其是我國污水處理事業(yè)不可或缺的重要組成部分。

參考文獻：

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